ОНТИ. Инструкция по применению
Эпизод 5. Инженерные соревнования как образовательная технология
ОНТИ. Инструкция по применению
Эпизод 5. Инженерные соревнования как образовательная технология
Почему инженерные соревнования - образовательная технология, которая востребована не только в дополнительной, но и в основной системе образования? Какую роль Олимпиада Кружкового движения НТИ может играть в школе?
Просекин Михаил Юрьевич
кандидат физико-математических наук, член рабочей группы по Кружковому движению НТИ, руководитель регионального отделения по Восточной Сибири, соруководитель оргкомитета Олимпиада НТИ, научный руководитель двух профилей Олимпиады НТИ - «Беспроводные технологии связи» и «Интеллектуальные энергетические системы»
Инженерные соревнования как образовательная технология
Давайте поговорим об инженерных соревнованиях как образовательной технологии.

Что принципиально нового в том, когда мы хотим использовать соревнования и инженерные задачи в образовательном процессе? Вообще такая практика не является абсолютно новой, подобные соревнования существовали и раньше, но в основном только для студентов. Кроме того, у нас есть давняя традицияолимпиадного движения, например, математические олимпиады, где вполне понятно, что участникисоревнуются в одной и той же предметной области с примерно одинаковыми стартовыми возможностями.

Почему же именно сейчас инженерные соревнования становятся важной образовательной технологией, и почему эта технология работает не только для обучения студентов, но и на уровне школьников? В чем ключевые компоненты, которые позволяют говорить об инженерных соревнованиях, как о чём-то очень современном, актуальном и необходимом?

Одна из существенных методических и дидактических проблем современной школы, будь то классно-урочная система, репетиторство или онлайн, про что мы говорили в первой части нашего большого разговора - это выполнение задач по образцу, проверка сравнением с известным ответом (закрытая задача с ответом). Это не деятельность! В лучшем случае, это проверка образца действия, но не деятельности. Это очень важный момент. Есть теоретический учебник, задачник, есть формулировка задач, есть ответы. Если школьник решил задачу, сверив ответ с правильным, то справился он или нет? Молодец он или нет, если решил таким образом50% или 100% всех задач? Почему эта образовательная технология, которая позволяет много работать, не позволяет развиваться навыкам, которые очень важны в современном мире?
Мотивация
Первый важный момент - это мотивация. Мотивация делать что-то с большим усилием, если то же самоеможно сделать с меньшими затратами, всегда слабая. Если школьник уже первом классе может, наведя смартфон с приложением на задачник, увидеть ответ, то ему не нужно даже делать операцию 1+1, не нужно думать про то, как устроена дробь, что автоматически для человека, которому 8 лет, понижает ценность задачи. Школьник перестает верить в то, что задача важная, что она его чему-то научит, потому что телефон это умеет. Зачем ему учиться тому, что умеет делать его телефон. Для него это также абсурдно, какпередавать сообщения за тысячу километров голосом. Для школьника 8-10 лет - это очень сильный аргумент, он может его даже не рефлексировать, но он будет его чувствовать, и его мотивация к учению будет намного ниже. А вот в 14 лет школьник точно буду это рефлексировать, поэтому внесение соревновательного аспектав учебный процесс очень важно. Один школьник может сделать задачу так, другой - вот так, а третий – еще как-то. И когда он понимает, что он соревнуется не с одноклассниками, а со всеми сверстниками в стране, или даже в мире, он начинает соотносить себя с реальной ситуацией. Это элемент реального взрослого мира, в котором владение более или менее крутым смартфоном никак ему не помогает победить.
Инженерия как средство понимания техносферы
Второй важный момент - это инженерия, которая очень важна для современного мира. Мы уже какое-то продолжительное время живем в техносфере, то есть мы живём в искусственной реальности. Большая часть нашего окружения: комната, в которой мы находимся, компьютер, одежда подчиняются другим законам, чем деревья, насекомые, птицы. Мы живем в техносфере и имеем способности не следовать каким-то очень примитивным представлениям о реальности. Чем дольше мы живём в техносфере, тем сильнее мы усваиваем её как данность и перестаем быть ее творцами. В этом смысле изучение инженерии как подхода к созданию техносферы является не только формой грамотности, но и формой культуры. Фактически, это такая же культурная норма, как изучение географии или истории. Если школьник не изучает инженерию, он не понимаю техносферу, тогда в современном мире он так же будет неграмотен, как если он не знал бы историю или географию. Но изучать инженерию по тем же принципам, по которым он изучает, например, математику, не очень эффективно. Инженерия сама по себе довольно созидательная, продуктовая, пробовательная, экспериментальная, целевая, неточная - в том смысле, что задачу можно решить разными вариантами, и в любом случае будет работать. Например, можно поставить тот или иной двигатель, и тогда машина будет ездить быстрее или медленнее, т.е. можно подобрать скорость и так далее. Если мы говорим про текущий момент времени и про то, что мы живем в техносфере, про необходимость выхода из искусственных задач, которые школьников не мотивируют, то это - инженерия и соревнования. Это способность соотнести себя с другими за пределами класса, города, региона. Это способность разобраться в том, как устроен мир, в которомживем. Это не отменяет изучение биологии, географии или истории, изучение социального мира или биологического, а только дополняет. Это дополняет новую грамотность и новую культуру, без которых мы не можем полноценно влиять на реальность. Человеку сложно жить внутренне, если он не влияет на будущее. Вот он строит БАМ, рубит лес, прокладывает шпалы, ему тяжело, но он понимает, что влияет на будущее таким способом с огромным количеством людей. Он работает на заводе токарем, вытачивает какие-то детали, он даже не знает, часть какого объекта эта деталь, но он в курсе, что работает в рамках космической отрасли. А через какое-то время человек вышел на орбиту земли и в первый раз попал в космос. И это чувство соприкосновения с изменением мира является очень важным смыслом. Если человек не влияете на будущее, то на него влияют те, кто влияют на это будущее, и он оказывается там, где позволено оказаться, а не там, где хочется. Это другая сторона медали и она тоже очень важная. Поэтому, строго говоря, инженерные соревнования - это ответ на то, где мы хотим оказаться, почему таким образом мы работаем с частью наших смыслов, как людей, как человечества, и почему это касается и культуры, и технологической безопасности. В этом смысле очень важно работать с инженерным образованием.
Инженерное образование в школе
В условиях современности, похоже, что инженерное образование становится всеобщей нормой, поэтому очень важно, чтобы оно стало доступным. Почему же все-таки так важно работать с инженерным образованием в рамках школы? У нас есть «Кванториумы», «Сириус», региональные центры по модели «Сириуса», есть ВУЗовские профориентационные центры - это все действительно очень важно, и там ведется важная работа, в том числе по инженерным соревнованиям. Но надо понимать, что дополнительным образованием охвачены далеко не все дети, а до инженерного соревнования доходит не очень большой процент. В то же время очевидно, что на современном этапе инженерное образование становится общей нормой, становится очень важным положением, которое касается практически всех, поэтому важно, чтобы инженерные соревнования имели свое место в школе. Необходимо, чтобы школа была тем пространством и тем источником, в котором инженерное соревнование является частью процесса дополнительного образования, или сопровождения основного образования, и чтобы было право свободного выбора - это уже способ реализации. Это концепция шаговой доступности с одной стороны, и концепция того, что школа это принимает как часть своего изменения, как часть реакции на вызов времени, как часть своей трансформации, которая не является для школы очень сложной, страшной и непривычной. Такая концепция на самом деле очень неплохо вписывается в модель изменения школы, без изменения фундаментальной и организационной основы. Есть примеры, как в некоторых передовых школах это возникает. Вопрос о шаговой доступности образования крайне важен. Дети, в большинстве не очень склонны часто покидать место, где они живут, по 3-4 раза в неделю. Когда же мы говорим про серьезную подготовку к инженерным или научным соревнованиям, то это 2-3 раза в неделю самостоятельная работа, работа с командой, коммуникация - все, о чем мы говорили, когда обсуждали когнитивный ресурс.

Что на самом деле инженерные соревнования как образовательная технология предоставляют школе, учащимся, опосредованно родителям, или какие вопросы, стоящие перед родителями, учениками, школа этим решает?

Во-первых, инженерные соревнования дают пространство и вызов готовиться к чему-то большему, чем школьная программа, к чему-то боле специфичному, более крупному, более современному без существенного и фундаментального изменения организационной структуры. Это процесс, который вписывается в школу, что очень важно, и при этом позволяет очень серьезно сделать апгрейд содержания, подходов к обучению и пространства. Способность готовиться к чему-то большему критично важна, потому как она формирует другое самоощущение молодого человека.

Во-вторых, инженерные соревнования - это один из способов достаточно быстро и эффективно выходить в поле новой грамотности. Сами по себе соревнования не могут формировать новую грамотность, но они абсолютно точно могут сформировать те ориентиры, и то пространство, которые позволят увидеть новуюграмотность целиком, которые мотивируют и подсказывают пути, по которым можно идти.

Наконец, инженерные соревнования достаточно разнообразны. Если взять Олимпиаду КД НТИ, то видимбольшое многообразие профилей, а с учетом появления Олимпиады КД НТИ.Junior возникает еще более мощная экосистема, которая формирует грамотность в нескольких направлениях. Настоящая грамотность не может быть сформирована так, что школьник в энергетике грамотный, а в технологиях связи - не грамотный. Например, киберфизические инфраструктуры - это новая связь и новая энергетика, то есть интеллектуальная энергетика и системы связи, которые касаются и безопасности и проводной или беспроводной передачи. А если это еще и распределенная система, то там необходима спутниковая связь, и возникает задача спутниковой связи и спутникового мониторинга, а это уже появляется связка из 3-4 профилей, которые должны взаимодействовать для того, чтобы эта грамотность сформировалась, а у школьника возникала образовательная траектория. Это очень мощный вызов - формировать эту новую грамотность через инженерные соревнования.
Инженерные соревнования и мотивация
Рассмотрим пример. Школьник может программировать, но он плохо знает математику. В момент прохождения соревнования он понимает, что в его команде все плохо знают математику - в команду подобрались одни программисты. Поэтому они не могут написать математическую модель и, какими бы программистами они ни были, они проиграют команде, в которой знают математику. А в другой команде наоборот, только те, кто знают математику, но не умеют программировать. И в этом момент школьник начинает по-другому относиться к своему обучению, как к процессу получения предметных знаний. Это предельно важно для школы, и, что еще важнее, школьник начинает чувствовать необходимость знать математику, даже если он программист, хотя бы для того, чтобы понимать математиков в команде. Необходимость знать физику, если он программист, то чтобы понимать физика в команде. Необходимость знать математику, экономику. Он думает о том: «Если я развиваюсь в области управления и экономики, то я не могу не знать хотя бы основы программирования, потому что иначе я не смогу корректно поставить задачу, принять задачу, собрать команду или даже отработать в команде, которая может всё это сделать и без меня». И это совершенно другой подход к изучению комплекса предметов, совершенно другая мотивация к тому, чтобы добирать базовые знания. Это очень важная история, которая актуальна сейчас для любой школы и для дополнительного образования.

Это как раз то, что инженерные соревнования, интегрируясь со школой, могут давать школе с огромной силойи с огромной мощностью. И соответственно то, о чем мы говорили в одном из предыдущих эпизодов, что есть когнитивный ресурс человека, что у него есть тело, и очень важно восполнять ощущения, важно находиться в физическом пространстве, чтобы совершать интеллектуальные операции. Как только у нас есть инженерные соревнования, которые являются научной лабораторией, или аппаратно-программным комплексом, или ещё чем-то, то в этом случае мы автоматически оказываемся в пространстве, которое нам дает тот самый когнитивный ресурс, и саму возможность накопить когнитивный ресурс, а это совершенно другой статус. Это тот вопрос, который ставился во втором эпизоде, и это то, что школа реально получает, интегрируя внутри себя инженерные соревнования.
Смена технологического пакета
Мы находимся в эпохе смены укладов, меняется технологический пакет. Но при каждой смене технологического пакета предыдущие технологии сразу не исчезают. Рассмотрим пример перехода от гужевой тяги к паровой или бензиновым и дизельным двигателям, двигателям внутреннего сгорания. Паровая тяга и гужевая долго сосуществовали. Паровая тяга достаточно объёмна, ее трудно поставить экономически осмысленно на малый индивидуальный транспорт, и она не исчезала. И только с появлением двигателя внутреннего сгорания произошла миниатюризация источников движения. Но даже тогда паровая и гужевая тяга продолжали сосуществовать.

Когда меняется совершенно по-другому технологический пакет, изменяется концепция грамотности. Например,конюх был вполне грамотный человек в 18 веке, и его работа была достаточно технологическим процессом,потому как ни одной армии без кавалерии в начале 18 века не существовало. Как без конюха содержать конницу или городской транспорт в 1850-м году в Москве или Лондоне? Это нормальный технологический пакет, нормальная технологическая грамотность - ухаживать за лошадью, делать ее послушной, объезжать, запрягать, работать с каретой. Но как только у нас поваляется двигатель внутреннего сгорания в достаточно большом объеме, технологический пакет меняется, меняется само понятие грамотности. Сейчас мы находимся в такой ситуации, что задача, которая стояла перед конюхами, кажется детским лепетом, а в то время это была трагедия. Как здесь ориентироваться? Ориентироваться надо на то, что инфраструктуры, конечно, не исчезнут: ни дорожное строительство, ни жилое, ни связь, ни энергетика - они поменяются. Энергетика поменяется достаточно сильно. Но при этом вряд ли у нас исчезнет, например, газовая или угольная генерация в обозримый период времени. Доля возобновляемой энергетики увеличится - факт, но что она полностью на 100% заместит, в мировой энергетике точно этого не произойдет. Доля атомной энергии может вырасти, а может упасть, но это уже другой, в том числе политический вопрос. Есть шанс, что она вырастет, но при этом изменится, и в первую очередь изменится не способ генерации, а способ управления, способ создания сети, способ работы с конечным потребителем, изменится работа на рынке маневра мощности, который уже появился, растет и будет расти, и это один из самых быстро растущих энергетических рынков. Все это, конечно, меняет ландшафт, но сама энергетика никуда не исчезнет. Есть набор инфраструктур, который точно не исчезнет, и это важно. Именно этим нужно заниматься, делать это на переднем крае, совмещая разное, чувствуя это разное и понимая, как оно устроено.
Резюме
Что для нас является основным и базовым, если обобщить, подвести итог, выделить сухой остаток, если мы вносим инженерные соревнования в школу или в дополнительное образование? Сконцентрируемся на школе, т.к. для дополнительного образования, профориентации это все транслируется. Школа - ключевой объект, центр дополнительного образования как то, что работает как институт общего образования, общей грамотности, общей культуры. Во-первых, соревновательность дает выход за пределы школы, класса, то, чтоне может дать репетитор или онлайн-образование. Это важная история, потому что это является дефицитом. И, если школа закрывает этот дефицит, то это действительно классно. Это понятно детям, родителям, понятно в стратегии развития региона, города, муниципалитета. Важен выход за пределы внимания глобального мира, своего места в нем и своего уровня. Инженерные соревнования формируют инженерную грамотность. Как это ни очевидно или ни парадоксально, но это очень мощная мотивация заниматься базовыми предметными знаниями. Это не про то, как лучше сдать ЕГЭ, а настолько хорошо знать математику, физику, программирование, химию, чтобы сдача ЕГЭ была вопросом техническим, что позволяет за два месяца подготовиться к формату, и знать, все что необходимо. И это совершенно другой подход. Если мы говорим про достаточно длинную траекторию работы, то вполне можем сформировать инженерную грамотность у школьников, и это супер важно и классно. И, наконец, эта способность формировать, а не потреблять когнитивный ресурс, она исключительно важна в этом перегруженном мире, это некоторая наша ответственность. Увеличивать способность думать, а не уменьшать её - это супер важная социальная функция, взяв которую, школа очень четко говорит: «Я здесь. Я работаю. Я нужна. Я меняюсь в соответствии с тенденциями времени. Я их не обслуживаю, я их, по большому счету, формирую. Я работаю на опережение.»
Спасибо! До следующего разговора.
Анонсы новых видео и материалов курса в телеграмм-канале
Future Edtech – Будущее образовательных технологий
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ:
По вопросам сотрудничества по направлениям ИЭС и ТБС обращайтесь на почту daria.tsivileva@polyus-nt.com

По вопросам сотрудничества с Олимпиадой НТИ на почту org@nti-contest.ru